Печь для спекания под давлением SPSПолное название Spark Plasma Sintering Furnace - это современное оборудование для подготовки материалов, которое широко используется в физике, материаловедении, аэрокосмической промышленности и других областях. Это использование импульсного тока через порошковые частицы, генерируемые разрядной плазмой, для достижения быстрого спекания материала. Когда импульсный ток проходит через порошковые частицы, в воздушном зазоре между частицами происходит электрический искровый разряд, который генерирует высокотемпературную плазму. Активные частицы в этих плазмах обладают высокой энергией, способствуя разложению оксидной пленки на поверхности частиц порошка, повышая активность поверхности порошка и способствуя контактам и сцеплению между частицами. Под действием высокой температуры разрядной плазмы поверхность частицы порошка быстро нагревается, достигая температуры спекания, которая, в свою очередь, образует плотное спекание под действием внешнего давления.
Печь для спекания под давлением SPSПодробное руководство по эксплуатации:
I. Подготовка к эксперименту
Безопасность подтверждена
Носите PPE: носите высокотемпературные перчатки, защитные очки, лабораторную одежду.
Экологический осмотр: убедитесь, что вокруг оборудования нет мусора, хорошая вентиляция, охлаждающая вода, сжатый воздух, подача питания нормальная.
Состояние оборудования: Подтвердите охлаждение корпуса печи до комнатной температуры, вакуумную систему, гидравлическую систему без утечки.
Образец и подготовка формы.
Выберите форму: выберите подходящую графитовую форму (обычно цилиндрическую) в зависимости от размера и формы образца.
Очистка формы: промыть внутреннюю стенку формы безводным этанолом или ацетоном, верхний и нижний штампы, прокладки, удалить масло и примеси, высушить или высушить.
Загрузить образец:
Образцы порошка равномерно помещаются во внутреннюю полость формы.
Используйте скребок, чтобы выровнять поверхность.
Поместите в нижний штамп и, при необходимости, добавьте графитовый блок.
Убедитесь, что компоненты формы (основание, форма, штамп) правильно собраны, без перекосов.
Проверка оборудования
Проверьте расход охлаждающей воды, нормальную температуру (обычно требуется температура воды < 25°C, расход соответствует требованиям).
Проверьте уровень гидравлического масла в норме.
Проверьте уровень масла и цвет вакуумного насоса и, при необходимости, замените его.
Убедитесь, что все блокировочные устройства безопасности (двери печи, кнопки аварийной остановки) функционируют нормально.
II. Загрузка печи и уплотнение
Загрузить форму
Внимательно поместите собранную форму в печь, убедитесь, что она находится в центре верхнего и нижнего напоров.
Регулируйте положение, чтобы избежать трения между пресс - формой и стенкой печи или электродом.
Закрыть дверь печи
Медленно и плавно закрывать двери печи.
Закройте герметичное устройство двери печи вручную или автоматически, чтобы убедиться, что вакуумное уплотнение хорошо.
III. Накачивание вакуума и замена атмосферы (при необходимости)
Включите вакуумную систему.
Включите механический насос и сделайте грубую вакуум в полости печи.
Когда вакуум достигает определенного уровня (например, < 10 Па), в зависимости от конфигурации оборудования, может потребоваться включить молекулярный насос или диффузионный насос для высоковакуумной накачки.
Проверка вакуума
Наблюдайте показания вакуумметра и убедитесь, что вакуум соответствует технологическим требованиям (обычно < 10 ⁻1 Па или выше).
Поддерживайте высокий вакуум в течение некоторого времени, проверяйте, есть ли утечка (является ли вакуум стабильным).
Замена атмосферы (необязательно)
Если процесс требует спекания в инертной атмосфере (например, в высокочистом Ar):
Сперва вытягиваем полость до высокого вакуума.
Введите в полость высокочистый инертный газ, близкий к атмосферному давлению.
Опять вакуум.
Повторите этот процесс 2 - 3 раза (так называемая « замена»), чтобы максимально удалить кислород и влагу.
Последняя загрузка инертного газа до технологического давления (часто микроположительного давления).
Установка процедуры спекания и запуск
Включите систему управления.
Включите питание шкафа управления, питание компьютера.
Запустить программное обеспечение для управления SPS.
Параметры спекания
Введите или выберите предустановленную программу спекания в программном интерфейсе, ключевые параметры включают:
Скорость нагрева (°C / min)
Целевая температура (°C)
Время изоляции (min)
Кривая давления: предварительное давление, давление спекания, давление удержания давления (kn или mpa)
Режим импульсного тока (например, постоянный ток, отношение импульсов)
Установка вакуума / атмосферного давления
Режим охлаждения (охлаждение с печью, закалка газом и т.д.)
Самоконтроль системы
Программное обеспечение обычно проводит системную самопроверку (проверяет состояние воды, электричества, газа, вакуума, давления и т. Д.) и подтверждает, что все условия выполнены, прежде чем они могут быть запущены.
Запустить процесс спекания
Подтвердите, что все параметры безошибочны, нажмите кнопку "Пуск" или "Запуск".
Система будет автоматически выполняться по заданной программе: нагрев, давление, изоляция, охлаждение.
V. Эксплуатационный мониторинг
Мониторинг в реальном времени
Мониторинг в режиме реального времени в интерфейсе программного обеспечения управления:
Температура (измеряемая термопарой)
Давление (фактическое давление)
Смещение (сужение плотности образца)
Электрический ток / напряжение (разрядное состояние)
Вакуум / атмосферное давление
Наблюдайте, изменяется ли кривая в соответствии с ожиданиями, есть ли аномальные колебания или тревога.
Охрана.
Во время эксперимента оператор не может уйти, готовый реагировать на чрезвычайные ситуации (например, сигнализацию, утечку воды, утечку воздуха).
VI. Завершение эксперимента и отбор проб
Завершение процедуры
После завершения процедуры спекания система автоматически прекращает нагрев и давление.
Охлаждение по настройке (обычно занимает несколько часов).
Восстановление нормального давления
После того, как температура печи q остынет до безопасной температуры (обычно < 100 °C, см. Руководство), вы можете сделать следующий шаг.
Если используется защитная атмосфера, сначала выключите источник газа.
Медленное наполнение камеры инертным газом или воздухом до атмосферного давления (предотвращение резких изменений давления для повреждения оборудования или образца).
Открой дверь.
Разблокировать и открыть дверь печи.
Взять образец
Используйте специальные инструменты (например, тигельные щипцы) для осторожного извлечения формы.
После охлаждения формы спеченный образец выводится из формы с помощью выдвижного устройства.
Чистка и регистрация
Очистка формы и печи (в соответствии с требованиями к текущему обслуживанию).
Запись экспериментальных параметров, состояния образцов и работы оборудования.